2021版高考生物一轮复习第10讲光合作用的原理与过程课件 人教版 52页

第 10 讲　光合作用的原理与过程 - 2 - - 3 - 必备知识 核心素养 关键能力 捕获光能的色素和叶绿体的 结构 1 . 叶绿体的结构与 功能 - 4 - 必备知识 核心素养 关键能力 (2) 功能 : 进行 　　　　　　　　 的场所。   (3) 恩格尔曼的实验 : 好氧细菌只向 　　　　　　 被光束照射的部位集中。   双层 膜 　暗反应 基粒　 色素 光反应 光合作用 叶绿体　 - 5 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . 叶绿体中的色素及色素的 吸收光谱 叶绿素 b 叶绿素 a 胡萝卜素 叶黄素 - 6 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 色素的功能 : 叶绿素主要吸收 　　　　　　　　 , 类胡萝卜素主要吸收 　　　　　 。   (2) 色素吸收光的范围 : 可见光的波长范围大约是 390~760 nm, 叶绿体中的色素只吸收 　　　　　 , 对红外光和紫外光等不吸收。   红光和蓝紫光 蓝紫光 可见光 - 7 - 必备知识 核心素养 关键能力 3 . 光合作用的探究历程 ( 连一连 ) 答案 : ① —A—b 　 ② —C—a 　 ③ —E—e 　 ④ —D—c 　 ⑤ — B—d - 8 - 必备知识 核心素养 关键能力 教材拾遗 ( 必修 1 第 99 页 “ 与社会的联系 ” 改编 ) 温室或大棚种植蔬菜时 , 最好选择 　　　　　　　　　 的玻璃、塑料薄膜 , 理由是 　        　 。   提示 : 无色透明 　 有色玻璃或塑料薄膜主要透过同色光 , 其他色光很少或不能透过 , 光照强度会减弱 , 不利于光合作用 ; 而无色透明的玻璃或塑料薄膜能透过日光中各色光 , 光照强度较大 , 有利于光合作用的进行 - 9 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1) 植物呈现绿色是由于叶绿素能有效地吸收绿光。 ( 　　 ) (2) 叶绿素 a 和叶绿素 b 都含有镁元素。 ( 　　 ) (3) 叶绿素 a 和叶绿素 b 在红光区的吸收峰值不同。 ( 　　 ) (4) 叶片黄化 , 叶绿体对红光的吸收增多。 ( 　　 ) (5) 光合作用需要的色素和酶分布在叶绿体基粒和基质中。 ( 　　 ) (6) 叶绿体内膜的面积远远大于外膜的面积。 ( 　　 ) (7) 通常 , 红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用。 ( 　　 ) (8) 黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的。 ( 　　 ) × √ √ × × × × √ - 10 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 1 　 叶绿体中的色素及色素的吸收光谱分析 ( 科学思维 ) 如图为叶绿素 a 和叶绿素 b 的吸收光谱 ( 暗带部分表示被吸收的光线 ), 思考回答下列问题。 - 11 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 从叶绿素吸收光谱图可知 : 叶绿素 a 在红光部分的吸收带较叶绿素 b 偏向 　　 波方面 , 且吸收光谱带比叶绿素 b 宽 , 叶绿素 b 在蓝紫光部分的吸收光谱带比叶绿素 a 　　 ( 填 “ 宽 ”“ 窄 ”) 。   (2) 研究表明 : 在漫射光环境中 ( 比如荫蔽条件下是漫射光环境 ), 光线以较短波长的光占优势。请预测 : 和上层叶片相比 , 同一植物底层叶片中 , 叶绿素 a/b 　　　　 , 弱光下的吸收能力 　　　　 , 有利于提高植株的捕光能力 , 是对弱光环境的一种适应。   长 宽 降低　 增强 - 12 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 2 　 光合作用经典实验分析 ( 科学探究 ) 下面是光合作用探究历程中恩格尔曼和萨克斯的实验示意图 , 请分析回答下列问题。 (1) 恩格尔曼实验在实验材料的选取上有什么巧妙之处 ? 提示 : 选择水绵和好氧细菌 , 水绵的叶绿体呈螺旋式带状 , 便于观察 ; 用好氧细菌可以确定释放氧气多的部位。 - 13 - 必备知识 核心素养 关键能力 ( 2) 恩格尔曼实验中临时装片的环境条件和实验条件是什么 ? 目的是什么 ? (3) 萨克斯实验中进行 “ 黑暗 ” 处理的目的是什么 ? (4) 萨克斯实验中在染色前通常用酒精对叶片进行脱色处理 , 目的是什么 ? (5) 两实验设计中是如何形成对照的 ? 提示 : 在没有空气的黑暗环境中进行 , 选用极细的光束照射 , 并且用好氧菌进行检测 , 排除氧气和除极细光束外的其他光的干扰。 提示 : 消耗掉细胞中原有的淀粉 , 防止对实验结果造成干扰 。 提示 : 防止叶片中色素颜色对实验结果的干扰 。 提示 : 恩格尔曼的实验中 , 照光处理与不照光、黑暗与完全曝光形成对照 ; 萨克斯的实验中 , 暗处理的叶片一半曝光、一半遮光形成对照。 - 14 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 1 　 捕获光能的色素和结构 1 .(2019 福建厦门外国语学校月考 ) 现用叶绿素 b 完全缺失水稻叶片 ( 下称色素缺失水稻 ) 进行的相关实验中 , 正确的是 ( 　　 ) A. 用色素缺失水稻叶片进行光合色素分离实验 , 滤纸条上距画线处最近的色素带呈黄绿色 B. 自然光照下色素缺失水稻叶片放氧速率表示叶片总光合作用速率与其有氧呼吸速率差值 C. 色素缺失水稻叶片能进行光合作用表明各种绿色植物中叶绿素 b 均不参与吸收传递光能 D. 同色素正常水稻叶片相比 , 自然光照下色素缺失水稻叶片能吸收红光但不吸收蓝紫光 答案 解析 解析 关闭 用色素缺失水稻叶片进行光合色素分离实验 , 滤纸条上距画线处最近的色素带呈蓝绿色 , 因为叶绿素 b 完全缺失 , 没有黄绿色 ,A 项错误 ; 自然光照下色素缺失水稻叶片放氧速率表示叶片总光合作用速率与其有氧呼吸速率差值 ,B 项正确 ; 色素缺失水稻叶片能进行光合作用 , 不能表明各种绿色植物中叶绿素 b 均不参与吸收传递光能 , 只能说明色素缺失水稻叶片中有其他色素能参与吸收传递光能 ,C 项错误 ; 同色素正常水稻叶片相比 , 自然光照下 , 色素缺失水稻叶片能吸收红光也能吸收蓝紫光 , 因为叶绿素 a 能吸收红光和蓝紫光 ,D 项错误。　 答案 解析 关闭 B - 15 - 必备知识 核心素养 关键能力 - 16 - 必备知识 核心素养 关键能力 考向 2 　 光合作用的探究历程 2 . 下列关于光合作用探究历程的实验的说法 , 错误的是 ( 　　 ) A. 饥饿处理后 , 天竺葵叶片曝光部分可向遮光部分运输小分子有机物 B. 受到均匀光照 , 好氧菌分布在水绵带状叶绿体所有受光照部位 C. 改变水 中 O 所占的比例 , 小球藻释放的氧气中 18 O 2 所占的比例也随之变化 D. 供给小球藻 14 CO 2 , 叶绿体内含 14 C 的 C 3 和 C 5 不断积累 答案 解析 解析 关闭 饥饿处理后 , 天竺葵叶片的曝光部分能进行光合作用 , 光合作用的产物 ( 如葡萄糖、蔗糖 ) 可以运输到遮光部分 ,A 项正确 ; 水绵叶绿体受光照后进行光合作用产生氧气 , 好氧菌的代谢活动需要氧气 ,B 项正确 ; 光合作用产生的氧气来自水 ,C 项正确 ; 在暗反应过程中 , 二氧化碳与 C 5 反应形成 C 3 ,C 3 进一步转化为 (CH 2 O) 和 C 5 , 叶绿体内的 C 5 和 C 3 的量保持动态平衡 , 故供给小球藻 14 CO 2 , 叶绿体内含 14 C 的 C 3 和 C 5 不会不断积累 ,D 项错误。 答案 解析 关闭 D - 17 - 必备知识 核心素养 关键能力 光合作用的基本 过程 1 . 光合作用的 过程 - 18 - 必备知识 核心素养 关键能力 (1) 根据上图分析光反应与暗反应的区别 。 光反应　 暗反应 叶绿体类囊体薄膜　 叶绿体基质　 光 O 2 (CH 2 O ) - 19 - 必备知识 核心素养 关键能力 ATP 　 CO 2 2C 3 2C 3 (CH 2 O ) 活跃的 化学能 活跃的 化学能 - 20 - 必备知识 核心素养 关键能力 ( 2) 根据下图分析光反应与暗反应的联系 。 ① 光反应为暗反应提供 　　　　　　　 。   ② 暗反应为光反应提供 　　　　　　　　　　　　 。   (3) 写出光合作用总反应式 , 并用箭头标注反应物中 H 、 O 的去向 。 ATP 和 [H ] ADP 、 Pi 、 NADP + 提示 : - 21 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 . 光合作用和化能合成作用的 比较 光能 氧化无机物放出的能量 硝化细菌 CO 2 和 H 2 O - 22 - 必备知识 核心素养 关键能力 教材 拾遗 ( 必修 1 第 94 页和第 103 页 “ 相关信息 ” 改编 ) 光合作用过程中 [H] 与细胞呼吸过程中 [H] 有什么不同 ? 光反应 三碳化合物的还原 三 水 - 23 - 必备知识 核心素养 关键能力 正误判断 (1)H 2 O 在光下分解为 [H] 和 O 2 的过程发生在叶绿体基质中。 ( 　　 ) (2) 叶肉细胞在叶绿体外膜上合成淀粉。 ( 　　 ) (3) 离体的叶绿体基质中添加 ATP 、 [H] 和 CO 2 后 , 可完成暗反应过程。 ( 　　 ) (4) 进入叶绿体的 CO 2 不能被 NADPH 直接还原。 ( 　　 ) (5) 正常生长的绿藻 , 照光培养一段时间后 , 用黑布迅速将培养瓶罩上 , 其叶绿体内 CO 2 的固定立即停止。 ( 　　 ) (6) 硝化细菌是原核生物 , 可以利用化学能将 H 2 O 和 CO 2 合成糖类 , 属于自养生物。 ( 　　 ) × × √ √ × √ - 24 - 必备知识 核心素养 关键能力 (7)CO 2 的固定实际上是将 ATP 中的化学能转变为 C 3 中的化学能。 ( 　　 ) (8) 光合作用推动碳循环过程 , 促进了生物群落中的能量循环。 ( 　　 ) (9) 化能合成作用也能将无机物合成为有机物 , 但所需要的能量来源与光合作用不同。 ( 　　 ) × × √ - 25 - 必备知识 核心素养 关键能力 探究 　 探索光合作用原理的经典实验分析 ( 科学思维 ) 1 . 在光照下 , 向离体叶绿体的悬浮液中加入铁盐或其他氧化剂 ( 悬浮液中有 H 2 O, 没有 CO 2 ), 可以释放出氧气。像这样 , 离体叶绿体在适当条件下发生水的光解、产生氧气的化学反应称作希尔反应。 (1) 希尔的实验说明水的光解产生氧气 , 是否说明植物光合作用产生的氧气中的氧元素全部都来自水 ? 提示 : 不能。希尔反应仅说明了离体叶绿体在适当条件下可以发生水的光解 , 产生氧气。该实验没有排除叶绿体中其他物质的干扰 , 也并没有直接观察到氧元素的转移。 - 26 - 必备知识 核心素养 关键能力 (2) 希尔的实验是否说明水的光解与糖的合成不是同一个化学反应 ? 提示 : 能。希尔反应是离体叶绿体在无 CO 2 的条件下完成的 , 因此 , 水的光解并非必须与糖的合成相关联 , 暗示着希尔反应是相对独立的反应阶段。 - 27 - 必备知识 核心素养 关键能力 2 .1941 年 , 美国科学家鲁宾和卡门用同位素示踪的方法 , 研究了光合作用中氧气的来源。他们用 16 O 的同位素 18 O 分别标记 H 2 O 和 CO 2 , 使它们分别 变成 O 和 C 18 O 2 。然后 , 进行了两组实验 : 第一组给植物提供 H 2 O 和 C 18 O 2 , 第二组给同种植物 提供 O 和 CO 2 。在其他条件都相同的情况下 , 第一组释放的氧气都是 O 2 , 第二组释放的都是 18 O 2 。 (1) 分析鲁宾和卡门做的实验 , 你能得出什么结论 ? 提示 : 光合作用释放的氧气中的氧元素全部来源于水 , 而并不来源于 CO 2 。 - 28 - 必备知识 核心素养 关键能力 ( 2) 用于标记化合物的同位素都有放射性吗 ? (3) 高中生物里涉及同位素标记法的有哪些 ?( 举出两例即可 ) 提示 : 不 , 同位素分为放射性同位素和稳定性同位素 , 二者都可作为示踪剂。 提示 : 稳定性同位素示踪技术有光合作用中氧气的来源、 DNA 的半保留复制等。放射性同位素示踪技术有分泌蛋白的合成与分泌、光合作用中有机物的生成、噬菌体侵染细菌的实验、 DNA 分子杂交技术、基因诊断等。 - 29 - 必备知识 核心素养 关键能力 3 . 美国科学家阿尔农也用离体的叶绿体做实验发现 , 在光照下 , 当向反应体系中供给 ADP 、 Pi 时叶绿体可合成 ATP, 并且发现这一过程总是与水的光解相伴随。 (1) 分析阿尔农做的实验 , 你能得出什么结论 ? (2) 尝试用示意图来表示 ATP 的合成与希尔反应的关系。 提示 : ADP 在光下与 Pi 结合生成 ATP, 即在光下同时进行两 个反应。 提示 : 合理即可。例如 : - 30 - 必备知识 核心素养 关键能力 4 .1951 年 , 卡尔文因发现光合作用合成己糖 ( 葡萄糖 ) 反应中 CO 2 的固定途径获得诺贝尔奖。将小球藻装在一个密闭容器中 , 通过通气管向密闭容器中通入 14 CO 2 , 通气管上有一个开关 , 可以控制 14 CO 2 的供应 , 密闭容器周围有光源 , 通过控制电源开关可以控制光照的有无。向密闭容器中通入 14 CO 2 , 给予实验装置不同时间 (0< t 1